【正文】 .................................................................. 55 檢測(cè)儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇 ............................................................................................................ 56 系統(tǒng)配置 ........................................................................................................................................ 58 系統(tǒng)配置圖 .......................................................................................................................... 59 儀表回路圖 .......................................................................................................................... 61 第四章 儀表供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) ........................................................................................................................... 63 儀表供電要求 ................................................................................................................................. 63 .......................................................................................................................... 64 5 系統(tǒng)連接 ........................................................................................................................................ 69 第五章 控制方案實(shí)施 .................................................................................................................................. 70 通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)施 ................................................................................................................................. 70 控制功能實(shí)施 ................................................................................................................................. 70 第六章 經(jīng)濟(jì)效益分析 .................................................................................................................................. 75 、經(jīng)濟(jì)分析 ...................................................................................................................................... 75 生產(chǎn)規(guī)模預(yù)測(cè) ...................................................................................................................... 75 、經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)分析 ......................................................................................................... 75 （ 2020年） ..................................................................................................... 75 （ 2020年） .............................................................................................. 77 投資利潤(rùn)率 .......................................................................................................................... 77 投資利稅率 .......................................................................................................................... 77 銷售凈利潤(rùn)率 ...................................................................................................................... 77 盈虧平衡分析 ...................................................................................................................... 77 6 7 第一章 蒸發(fā)器 E1201 對(duì)象分析 只有在充分了解被控對(duì)象的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行控制方案的設(shè)計(jì)，這里首先對(duì)被控裝置蒸發(fā)器進(jìn)行對(duì)象特性分析。 蒸發(fā)器 E1201對(duì)象描述 蒸發(fā)器工藝流程的描述 蒸發(fā)器是通過加熱，使溶液濃縮或者從溶液中析出物質(zhì)的設(shè)備。蒸發(fā)器向液體提供蒸發(fā)所需要的熱量，促使液體沸騰汽化，同時(shí)，提供較大空間使氣液兩相完全分離。它被廣泛用于化工、輕工等行業(yè)。蒸發(fā)器的主要控制指標(biāo)是最終產(chǎn)品的濃度。蒸發(fā)器主要由兩個(gè)部分組成：加熱室和蒸發(fā)室：其中加熱室向液體提供蒸發(fā)所需要的熱量，促使液體沸騰汽化；蒸發(fā)室使氣液兩相完全分離。加熱室中產(chǎn)生的蒸汽帶有大量液沫，到了較大空間的蒸發(fā)室后，這些液體借自身凝聚或除沫器等的作用得以與蒸汽分離。通常除沫器設(shè)在蒸發(fā)室的頂部。 本次大賽所提供的蒸發(fā)器為 SMPT1000型 蒸發(fā)器，其工藝流程圖如圖 ： 二 次 蒸 汽冷 凝 水濃 縮 液過 熱 蒸 汽F I 1 2 0 1F I 1 1 0 5F V 1 2 0 1F V 1 1 0 5P I 1 2 0 1F I 1 2 0 3F V 1 2 0 3L I 1 2 0 1T I 1 2 0 1F I 1 2 0 2F V 1 2 0 2稀 液蒸 發(fā) 器E 1 2 0 1 圖 系統(tǒng)工藝流程圖 8 被控對(duì)象的檢測(cè)儀表說明和執(zhí)行機(jī)構(gòu)說明分別見表 11和 12： 表 11 檢測(cè)儀表說明 位號(hào) 檢測(cè)點(diǎn)說明 單位 FI1105 過熱蒸汽流量 Kg/s FI1201 稀液流量 Kg/s FI1202 濃縮液流量 Kg/s FI1203 二次蒸汽流量 Kg/s LI1201 蒸發(fā)器液位 % TI1201 蒸發(fā)器溫度 ℃ PI1201 蒸發(fā)器壓力 M Pa 表 12 執(zhí)行機(jī)構(gòu)說明 位號(hào) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)說明 FV1105 過熱蒸汽管線調(diào)節(jié)閥 FV1201 蒸發(fā)器入后稀液管線調(diào)節(jié)閥 FV1202 蒸發(fā)器底部出口濃縮液管線調(diào)節(jié)閥 FV1203 蒸發(fā)器頂部出口二次蒸汽管線調(diào)節(jié)閥 蒸發(fā)器 E1201 對(duì)象工藝過程簡(jiǎn)介 蒸發(fā)器是一類有相變的換熱裝置，在過程工業(yè)中廣泛應(yīng)用于濃縮、提純等環(huán)節(jié)。滿足工藝要求的過熱蒸汽由蒸發(fā)器 E1201 中部通入蒸發(fā)器夾套，過熱蒸汽流量為 FI1105，過熱蒸汽管道上設(shè)調(diào)節(jié)閥FV1105。經(jīng)過換熱后的過熱蒸汽變?yōu)槔淠懦觥? 待濃縮的稀液由蒸發(fā)器上部進(jìn)入蒸發(fā)器，在與過熱 蒸汽換熱后，稀液中的水分變成二次蒸汽由蒸發(fā)器頂部排出，濃縮液則由蒸發(fā)器底部排出。稀液流量為 FI1201，析液流量管線設(shè)調(diào)節(jié)閥 FV1201。濃縮液流量為 FI1202，濃縮液流量管線設(shè)調(diào)節(jié)閥 FV1202。二次蒸汽流量為 FT1203，二次蒸汽流量管線設(shè)調(diào)節(jié)閥 FV1203。蒸發(fā)器壓力為 PI1201，溫度為 TI1201，液位為 LI1201。 蒸發(fā)器控制任務(wù)描述 針對(duì)本次控制對(duì)象的控制任務(wù)，具體分為以下三個(gè)方面： （ 1）滿足生產(chǎn)指標(biāo)的考慮： 在濃縮液流量穩(wěn)定的前提下，保證濃縮液中組分（糖分）維持在%~%的波動(dòng)范圍之內(nèi)。 9 所有操作要保證有序進(jìn)行，工況要保持全程穩(wěn)定，并要充分考慮生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的異常工況。 （ 2） 滿足節(jié)能指標(biāo)的考慮 ：出于對(duì)效能、環(huán)境等因素的考慮，要求在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施中對(duì)過熱蒸汽用量等能耗等指標(biāo)予以充分考慮。 （ 3） 滿足控制指標(biāo)的要求 ：從生產(chǎn)單元冷態(tài)起，按照開車步驟實(shí)施全自動(dòng)順序控制，保證開車穩(wěn)步進(jìn)行，保證系統(tǒng)無擾投運(yùn)。 蒸發(fā)器特性分析 狀態(tài)圖描述 為了便于對(duì)蒸發(fā)器進(jìn)行對(duì)象分析，更系統(tǒng)、更全面的了解和掌握控制對(duì)象的特性，下面采用系統(tǒng)描述語言 —— 狀態(tài)圖對(duì)蒸發(fā) 器裝置進(jìn)行描述，狀態(tài)圖能夠清楚表達(dá)系統(tǒng)的所有狀態(tài)及其轉(zhuǎn)移條件，其中圖 ，圖 。并且表 13和表 14分別為系統(tǒng)工作狀態(tài)列表和條件列表。 12043S 1S 2S 3S 4S 5S 1. 1S 1. 2S 1. 3S 2. 1S 2. 2S 2. 3S 2. 4S 3. 1S 3. 2S 3. 3S 4. 1S 4. 2S 4. 3終 止 狀 態(tài) 正 常 停 車起 始 狀 態(tài)冷 態(tài) 開 車穩(wěn) 態(tài) 工 況S t o pS 6S 7S 8S 9 圖 系統(tǒng)正常工作狀態(tài)圖 10 1 2 356S 6S 7 S 8S 941t 2t 圖 緊急停車狀態(tài)圖 符號(hào) 內(nèi) 容 符號(hào) 內(nèi) 容 0 初始狀態(tài) 打開閥 FV1201 1 冷態(tài)開車 LI1201達(dá)到 80% 2 穩(wěn)態(tài)工況 設(shè)置控制器 LIC1201設(shè)定值并投自動(dòng) 3 正常停車 打開閥 FV1202 4 終止?fàn)顟B(tài) 打開閥 FV1203 5 緊急停車 流量 FI1202超過 6 緊急處理 設(shè)置控制器 FIC1202設(shè)定值并投自動(dòng) S1 進(jìn)料 打開閥 FV1105 S2 LI1201穩(wěn)定在 80% 溫度 TI1201超過 99℃ S3 濃縮液出口流量穩(wěn)定在 S4 蒸發(fā)